現代分離科學

本書注重系統性、科學性、實用性和前沿性的統一。涵蓋了現代分離科學的基礎知識、常用方法、代表性應用和最新進展，比較全面地反映了分離科學的現狀與最新發展方向。在內容編排上，打破了傳統的學科劃分，在介紹現代分離方法與技術的基礎上，融入了樣品製備技術、分離科學中的先進材料和蛋白質組學中的分離技術等內容，體現了材料科學、分離科學、生命科學學科之間的交叉，可以起到開拓思維與培養創新能力的作用。

主要讀者對象為在讀研究生、高校教師及科研人員，同時滿足學科交叉帶來的各專業各學科之間的相互借鑒和學習的需要。

第1章緒論 001

1.1分離科學的重要性 001

1.2分離科學的發展歷史 001

1.3從基本理論討論分離科學的發展 003

1.4展望 008

參考文獻 009

第2章氣相色譜 010

2.1色譜理論基礎 010

2.1.1塔板理論 010

2.1.2速率理論 011

2.1.3色譜基本關係式 014

2.2色譜柱系統 017

2.2.1氣固填充色譜柱 018

2.2.2氣液填充色譜柱 018

2.2.3填充柱的製備 020

2.2.4毛細管柱氣相色譜法 022

2.3氣相色譜儀器系統 023

2.3.1氣相色譜儀器結構 023

2.3.2氣相色譜檢測器 023

2.3.3氣相色譜儀器進展 030

2.3.4專用氣相色譜儀 033

2.4色譜定性和定量分析 034

2.4.1色譜定性分析 034

2.4.2定量分析 036

2.4.3氣相色譜-質譜聯用中相關定性定量分析方法及應用 039

2.5氣相色譜應用 042

2.5.1石油氣體分析 042

2.5.2環境樣品分析 043

2.5.3食品樣品分析 046

2.5.4藥物分析 048

2.5.5中藥分析 049

參考文獻 053

第3章高效液相色譜 054

3.1高效液相色譜法簡介 054

3.1.1液相色譜法的發展 054

3.1.2高效液相色譜與經典液相色譜的比較 056

3.1.3高效液相色譜（HPLC）與氣相色譜（GC）的比較 056

3.2高效液相色譜法的基本理論 058

3.3液相色譜的塔板理論和速率理論 059

3.3.1塔板理論 059

3.3.2速率理論 060

3.4高效液相色譜分離模式 062

3.4.1分配色譜 063

3.4.2離子交換色譜 065

3.4.3離子對色譜法 065

3.4.4體積排阻色譜 066

3.4.5疏水作用色譜 067

3.4.6親水作用色譜 067

3.4.7親和色譜 068

3.5高效液相色譜儀 069

3.5.1高壓輸液泵及梯度洗脫裝置 070

3.5.2進樣裝置 072

3.5.3色譜柱 073

3.5.4液相色譜檢測器 075

3.6高效液相色譜梯度洗脫 081

3.6.1梯度洗脫的原理 081

3.6.2梯度範圍 082

3.6.3最佳梯度方法 082

3.6.4最佳梯度範圍 082

3.6.5最佳峰分佈 082

3.6.6梯度洗脫裝置 083

3.6.7梯度洗脫形式及選擇 084

3.7多維高效液相色譜 084

3.7.1離子交換色譜/反相色譜(IEC/RPLC)聯用 085

3.7.2親和色譜/反相色譜（affinityLC/RPLC）聯用 086

3.7.3分子排阻色譜/離子交換色譜（SEC/IEC）聯用 086

3.7.4其他多維聯用技術 086

3.8高效液相色譜法的進展 087

3.8.1超高效液相色譜（UPLC或UHPLC） 087

3.8.2納流液相色譜（或納升級液相色譜） 088

3.8.3晶元色譜 089

3.8.4整體柱技術 090

3.9高效液相色譜技術在核酸損傷分析中的應用 094

3.9.1高效液相色譜法用於BPDE-DNA加合物立體異構體的檢測 094

3.9.2高效液相色譜串聯質譜法（HPLC-MS）用於DNA加合物的分析 096

參考文獻 099

第4章凝膠電泳 101

4.1電泳概述 101

4.1.1基本原理 101

4.1.2發展歷史 102

4.1.3主要應用 103

4.2凝膠電泳的支持介質 103

4.2.1聚丙烯醯胺凝膠 103

4.2.2瓊脂糖凝膠 105

4.3各種凝膠電泳的原理、特點與應用 106

4.3.1常規聚丙烯醯胺凝膠電泳 106

4.3.2十二烷基磺酸鈉-聚丙烯醯胺凝膠電泳 108

4.3.3瓊脂糖凝膠電泳 109

4.3.4等點聚焦 111

4.3.5雙向電泳 114

4.4製備電泳 115

4.5印跡技術 116

4.5.1基本原理 116

4.5.2DNA印跡法 116

4.5.3RNA印跡法 118

4.5.4蛋白質印跡法 119

4.6其他常用電泳技術 120

4.6.1脈衝場凝膠電泳 120

4.6.2單細胞凝膠電泳 121

4.6.3變性梯度凝膠電泳 121

4.6.4差異凝膠電泳 122

參考文獻 122

第5章毛細管電泳 124

5.1簡介 124

5.2基本理論 125

5.2.1毛細管電泳儀器基本結構 125

5.2.2基本概念 126

5.2.3分離效率和分離度 130

5.2.4峰展寬因素 132

5.3分離模式與分離條件選擇 139

5.3.1毛細管區帶電泳 139

5.3.2膠束電動色譜 156

5.3.3毛細管凝膠電泳 169

5.3.4毛細管等電聚焦 179

5.3.5毛細管等速電泳 183

5.3.6毛細管電色譜 186

5.4檢測方法 197

5.4.1紫外-可見吸收檢測法 198

5.4.2激光誘導熒光檢測 199

5.4.3電化學檢測 200

5.4.4質譜檢測 202

5.4.5間接檢測 204

5.5進樣技術 205

5.5.1常規進樣 205

5.5.2預濃縮進樣 206

5.5.3在線樣品濃縮 207

5.6應用 209

5.6.1無機及有機化合物 210

5.6.2手性分離 210

5.6.3氨基酸和多肽 213

5.6.4蛋白質及蛋白質組分析 214

5.6.5糖的分析 220

5.6.6核酸分析 221

5.6.7單細胞分析 226

參考文獻 227

第6章微流控晶元 229

6.1簡介 229

6.1.1發展歷史 229

6.1.2微流控晶元的基本特徵 231

6.1.3應用前景 232

6.2微流控晶元加工技術 234

6.2.1基本實驗條件與共性技術 234

6.2.2三類晶元材料及加工方法 237

6.2.3其他新型晶元材料和加工方法 242

6.3微流控晶元分離技術 245

6.3.1晶元電泳 245

6.3.2晶元色譜 253

6.4微流控晶元與細胞分離 262

6.4.1分離機理 263

6.4.2應用領域 268

參考文獻 271

第7章現代樣品製備技術 273

7.1樣品前處理概述 273

7.2樣品前處理技術分類 275

7.2.1固體樣品前處理技術 275

7.2.2液體樣品前處理技術 276

7.2.3氣體樣品前處理技術 277

7.3常用樣品前處理方法 278

7.3.1相分配樣品前處理方法 279

7.3.2相吸附樣品前處理方法 289

7.3.3場輔助樣品前處理方法 302

7.3.4膜分離樣品前處理方法 313

7.3.5化學轉換樣品前處理方法 315

7.3.6氣體樣品前處理方法 318

7.3.7生物大分子樣品前處理技術 322

7.4新型樣品前處理介質 331

7.4.1綠色溶劑 332

7.4.2高選擇性吸附劑 332

7.4.3納米和多孔材料 335

7.4.4整體柱材料 337

7.5在線樣品前處理/分離分析聯用技術 338

7.5.1樣品前處理-色譜在線聯用基本原則 339

7.5.2樣品前處理-色譜在線聯用介面設計 340

7.5.3樣品前處理-色譜在線聯用典型實例 342

7.6樣品前處理技術展望 346

參考文獻 346

第8章分離科學中的先進材料 349

8.1簡介 349

8.2分子印跡聚合物 349

8.2.1分子印跡技術原理 349

8.2.2分子印跡聚合物的製備方法及結構 351

8.2.3分子印跡聚合物的分離應用 355

8.3介孔材料 358

8.3.1介孔材料的分類 359

8.3.2介孔材料的製備及原理 360

8.3.3介孔材料的分離應用 362

8.4膜分離用分離材料及其性能 364

8.4.1薄膜複合材料和納米複合材料 364

8.4.2仿生膜 365

8.4.3無機膜 366

8.5新型色譜分離材料 368

8.5.1整體柱分離材料 368

8.5.2新型HPLC填料 369

8.5.3離子液體 370

8.6其他 371

8.6.1碳纖維 371

8.6.2溶膠-凝膠 372

8.6.3納米分離材料 372

8.6.4磁性分離材料 373

參考文獻 374

第9章蛋白質組學研究中的分離技術 377

9.1蛋白質組分析平台 377

9.1.1蛋白質組學分析簡介 377

9.1.2液質聯用分析平台 380

9.1.3MALDI質譜分析平台 384

9.1.4分離技術在蛋白質組學分析中的應用 385

9.2蛋白質樣品預處理技術 386

9.2.1蛋白質的分級技術 386

9.2.2高丰度蛋白質的去除技術 387

9.2.3低丰度蛋白質的富集技術 388

9.2.4蛋白質均衡技術 389

9.3多肽混合物的多維分離技術 390

9.3.1離子交換-反相色譜 391

9.3.2反相色譜-反相色譜 393

9.3.3電泳-反相色譜 396

9.4特徵肽段的選擇性富集技術 397

9.4.1含稀有氨基酸殘基肽段的富集技術 397

9.4.2末端肽的富集技術 399

9.4.3磷酸肽的富集技術 400

9.4.4糖肽的富集技術 403

9.4.5內源性多肽的富集技術 405

9.5蛋白質組的集成化分析技術 405

9.5.1蛋白質組的在線標記系統 406

9.5.2磷酸化蛋白質組分析中樣品預處理的集成化技術 407

9.5.3糖基化蛋白質組分析中樣品預處理的集成化技術 409

參考文獻 411